Новый материал открывает перспективы создания более безопасных дисплеев и возможности применения в медицине
Сотрудники химического факультета МГУ и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали уникальный гибридный люминофор, сочетающий органические и неорганические компоненты. Это соединение демонстрирует необычно широкий спектр люминесценции, включая как видимый свет, так и ближний инфракрасный диапазон. Результаты исследования опубликованы в журнале Dalton Transactions.
Современные светодиоды (LED) не способны полностью воспроизводить солнечный спектр. Большинство белых светодиодов создают свет, комбинируя узкий синий пик с широким желтым излучением, из-за чего в зелёной области образуется провал. Это влияет на цветопередачу и может оказывать негативное воздействие на зрение при длительном использовании, т.к. эволюционно человеческий глаз привык к полному солнечному спектру.
Новый гибридный материал решает эту проблему. Как поясняет аспирант МГУ Андрей Быков:
Органо-неорганические гибриды, как правило, обладают широкополосной люминесценцией с большими временами жизни.Они могут стать основой для создания белых светодиодов, причем выступать и как однокомпонентные желтые люминофоры, и как однокомпонентные излучатели в основанных на электролюминесценции светодиодах. Современные белые светодиоды не дают полный спектр излучения — идёт наложение узкого синего пика и широкого желтого. А в зелёном диапазоне свечение отсутствует, и на спектре становится виден прогиб. Это серьёзное отличие от естественного солнечного света. Кроме того, многие желтые люминофоры обладают низкой цветопередачей, из-за чего в реальных устройствах приходится совмещать несколько люминофоров, что увеличивает стоимость таких светодиодов.
— Андрей Быков, первый автор статьи, аспирант химического факультета МГУ
Кроме того, материал излучает в ближнем ИК-диапазоне, что открывает возможности для применения в медицине, например, в диагностических приборах, поскольку инфракрасный свет проникает сквозь ткани.
Ещё одно ключевое преимущество — метод синтеза:
Более того, удалось разработать очень простой и недорогой метод синтеза такой кристаллической структуры. Очень простой и легко масштабируемый. Мы сможем достигать той же эффективности в люминесценции за гораздо меньшие деньги, чем для существующих люминофоров.
— Андрей Шевельков, руководитель исследования, член-корреспондент РАН
Это означает, что технология может быть быстро внедрена в производство, снижая затраты по сравнению с существующими аналогами.
Потенциальные сферы использования нового люминофора:
- Светодиодное освещение – более естественный и безопасный для глаз свет.
- Медицинская диагностика – ближнее ИК-излучение для визуализации тканей.
- Гиперспектральные сенсоры – улучшенные системы анализа материалов.
Работа в самом начале, но первые результаты очень оптимистичны.
— Андрей Шевельков, руководитель исследования, член-корреспондент РАН
Люминесценция широко используется в различных областях. Она применяется в производстве светодиодов, дисплеев, лазеров, а также в разработке фотодетекторов и сенсоров. Её исследование не только имеет практическое значение, но и позволяет получить ценные сведения об электронном строении твёрдых тел.
Читайте ещё материалы по теме:
Фазовый ввод и гиперспектральный анализ: самарские учёные усовершенствовали фотонный вычислитель
Технологию распознавания устройств на основе «радиогенома» разработали учёные РТУ МИРЭА
Аэрозольный принтер для печати микросхем и нейроимплантов разработан российскими учёными